CN204445841U - 可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置。现有装置体积大，操作复杂等，不利于老年人携带，从而造成利用价值低、应用场所有局限性等问题。本实用新型包括壳体和内嵌于壳体内的硬件电路，所述的硬件电路包括MCU控制电路、电源电路、H桥光源驱动电路、指夹式血氧探头、血氧信号处理电路、热敏电阻测温电路、LCD显示电路、蓝牙模块电路、报警装置电路、工作状态指示电路。本实用新型解决了体积大、操作复杂、不利于老年人携带、利用价值降低、应用场所有局限性的缺陷；同时有效的弥补了功耗大、不利于长期使用、功能单一的不足。

Description

可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种适用于居家健康监护的可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置。

背景技术

在医疗监护***中，体温、脉搏和血氧饱和度3个生理参数是人体重要、基本的生命体征，如果身体出现异常，主要表现在体温、心率和血氧浓度等（如心脏病突发前的一段时间，会有心率异常的现象；脑卒中前的一段时间，血氧浓度会降低）方面的异常，如何能自动、及时、准确完成对这些参数的监测，并且实现数据的无线传输成为当前研究的热点。目前，已有多种血氧、脉搏、体温测量设备，但大多是单一的测量一种人体生理参数，比如单独测量人体的血氧饱和度的血氧监测仪，体温计，脉搏监测仪等，而且测量设备具有许多不足之处，如：体积大，操作复杂等，不利于老年人携带，从而造成利用价值低、应用场所有局限性等问题；功耗大，不利于长期使用；功能单一，在健康监护领域不能够全面的监测人体的生理参数，容易造成一些诊断失误等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置。

本实用新型包括壳体和内嵌于壳体内的硬件电路，所述的硬件电路包括MCU控制电路、电源电路、H桥光源驱动电路、指夹式血氧探头、血氧信号处理电路、热敏电阻测温电路、LCD显示电路、蓝牙模块电路、报警装置电路、工作状态指示电路。

所述的MCU控制电路包括主控芯片U1，14针的接插件JTAG下载接口U2，11个瓷片电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11，1个电解电容C12，2个电阻R1、R2，2个晶振Y1、Y2，1个按键B1。主控芯片U1的16脚、38脚、64脚、87脚与所述电源电路的3.3V电压输出端连接，主控芯片U1的12脚、15脚、37脚、63脚、88脚接地；主控芯片U1的11脚与电解电容C12的正极、瓷片电容C5的一端以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电源电路的3.3V电压输出端连接，瓷片电容C5的另一端、电解电容C12的负极连接；主控芯片U1的14脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C1的一端连接，主控芯片U1的13脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C2的一端连接，主控芯片U1的16脚与瓷片电容C3的一端连接，瓷片电容C1、C2、C3的另一端接地；主控芯片U1的38脚与瓷片电容C6的一端连接，主控芯片U1的64脚与瓷片电容C7的一端连接，主控芯片U1的62脚与瓷片电容C8的一端连接，主控芯片U1的87脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C6、C7、C8、C9的另一端接地；主控芯片U1的90脚与晶振Y2的一端和瓷片电容C10的一端连接，主控芯片U1的89脚与晶振Y2的另一端和瓷片电容C11的一端连接，瓷片电容C10、C11的另一端接地；主控芯片U1的92脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的1脚连接，主控芯片U1的93脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的3脚连接，主控芯片U1的94脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的5脚连接，主控芯片U1的95脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的7脚连接，主控芯片U1的91脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的8脚连接，主控芯片U1的96脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的11脚和电阻R2、瓷片电容C4、按键B1的一端连接，电阻R2的另一端、14针的接插件JTAG下载接口U2的2脚与电源模块电路3.3V输出端连接，按键B1、瓷片电容C4的另一端接地，所述的主控芯片U1型号为MSP430F5438。

所述的电源电路及工作状态指示电路包括电源转换芯片U3，2针的接插件电源插座接口J1，电池BT1，4个瓷片电容C13、C14、C15、C16，2个电阻R3、R4，2个开关B2、B4，2个发光二极管D1、D2。电源转换芯片U3的1脚为输入端，1脚分别与2脚、BT1的正极、瓷片电容C14的一端连接，BT1的负极、瓷片电容C14的另一端和电源转换芯片U3的3脚与地连接；电源转换芯片U3的4脚与瓷片电容C15的一端连接，电源转换芯片U3的5脚与瓷片电容C16的一端、开关B2的一端连接，瓷片电容C15、C16的另一端与地连接，开关B2的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极、瓷片电容C15、C16的另一端与地连接；2针的接插件电源插座接口J1的2脚与BT1的正极、瓷片电容C13的一端连接，2针的接插件电源插座接口J1的1脚和BT1的负极、瓷片电容C13的另一端与地连接，电阻R3的一端与电池BT1的正极连接，电阻R3的另一端与开关B4的一端连接，开关B4的另一端发光二极管D1的正极相连，发光二极管D1的负极相与地相连，所述的电源转换芯片U3型号为SGM2020-3.3。

所述的H桥光源驱动电路包括2个PNP三极管Q1、Q2，2个NPN三极管Q3、Q4，6个电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，4个I/O端口I/O1、I/O2、I/O3、I/O4，一个双波长红外发射管D3。三极管Q1、Q2的发射极与电源电路3.3V输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的51脚连接，三极管Q1的集电极与双波长红外发射管D3的一端连接；三极管Q2的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的52脚连接，三极管Q2的集电极与双波长红外发射管D3的另一端连接；三极管Q3的基极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的53脚连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，三极管Q4的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的54脚连接，三极管Q4的集电极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q4的发射极与电阻R9的一端连接，电阻R9、R10的另一端与地连接。

所述的血氧信号处理电路包括4个差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D，2个运算放大器U5A、U5B，1个红外接收二极管D4，15个电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，8个瓷片电容C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24，1个与主控芯片U1的接口ADC1。电阻R11、瓷片电容C24的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，电阻R11的另一端与差分放大器U4A的同相输入端连接；差分放大器U4A的反相输入端与输出端连接、电阻R13、R18的一端连接，差分放大器U4A的同相输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12、瓷片电容C24的另一端与地连接；差分放大器U4B的同相输入端与电阻R13的另一端连接，差分放大器U4B的反相输入端与电阻R13、瓷片电容C17的一端连接，电阻R13、瓷片电容C17的另一端与差分放大器U4B的输出端连接，电阻R11、R12、U4A构成的电压偏置电路；红外接收二极管D4的正极与差分放大器U4B的反相输入端连接，红外接收二极管D4的负极与差分放大器U4A的反相输入端连接；差分放大器U4B的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端与电阻R16、R17的一端连接，差分放大器U4B、电阻R14、R15、C17、C18构成一级跨阻放大电路，实现电流到电压的转换；差分放大器U4C的反相输入端与电阻R16、瓷片电容C19的一端连接，差分放大器U4C的正相输入端与电阻R18的另一端连接；差分放大器U4C的输出端与电阻R17的另一端、瓷片电容C19的另一端、电阻R19的一端连接，差分放大器U4C、C19、R16、R17、R19构成二级差分放大电路；差分放大器U4D的反相输入端与电阻R19的另一端、电阻R20的一端连接，差分放大器U4D的同相输入端与红外接收二极管D4的负极连接，差分放大器U4C的输出端与电阻R20的另一端、电阻R21的一端、瓷片电容C22的一端连接，差分放大器U4D、R20构成三级差分放大电路；运算放大器U5A的反相输入端与瓷片电容C20、C21、电阻R23的一端连接，运算放大器U5A的同相输入端与电阻R24、R25的一端连接，运算放大器U5A的输出端与运算放大器U5A的反相输入端连接；瓷片电容C20、C21、电阻R21的另一端与电阻R22的一端连接；电阻R23的一端与瓷片电容C22的另一端、C22的一端连接；运算放大器U5B的反相输入端与运算放大器U5B的输出端、电阻R24的另一端连接，运算放大器U5B的同相输入端与电阻R22的另一端、瓷片电容C23的另一端连接，差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D和运算放大器U5A、U5B的正电源端与所述电源电路3.3V输出端连接，负电源端接地。

所述的指夹式血氧探头由封闭空间内的双波长红外发射管D3和红外接收二极管D4构成。

所述的热敏电阻测温电路包括仪表放大芯片U6，2个差分放大器U7、U8，10个电阻R26、R27、R22、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35，3个瓷片电容C25、C26、C27，一个热敏电阻NTC。电阻R26、R30、R28、瓷片电容C25、C26、C27的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R28的另一端与热敏电阻NTC的一端连接，热敏电阻NTC的另一端与电阻R29的一端、仪表放大芯片U6的3脚连接，电阻R27、R29、瓷片电容C25、C26、C27的另一端接地；仪表放大芯片U6的1脚与6脚、电阻R32的一端连接，仪表放大芯片U6的2脚与电阻R26的另一端连接，仪表放大芯片U6的4脚与电阻R35的一端、差分放大器U7的反相输入端、输出端连接，差分放大器U7的同相输入端与电阻R30的另一端、电阻R31的一端连接；差分放大器U8的反相输入端电阻R32的另一端、电阻R33的一端连接，差分放大器U8的同相输入端与电阻R35的另一端、电阻R34的一端连接，差分放大器U8的输出端与电阻R33的另一端连接，电阻R33的另一端接地，差分放大器U8的输出端与所述的主控芯片U1的2脚连接，差分放大器U7、U8的正电源端与所述电源电路3.3V输出端连接，负电源端接地，所述的仪表放大芯片U6型号为INA333。

所述的LCD显示电路包括三极管Q5，8针的接插件LCD座P1，6个连接U1的接口I/O5、I/O6、I/O7、I/O8、I/O9、I/O10，瓷片电容C28，钽电容C29，电阻R36。接插件P1的1脚与所述电源电路中的电阻R4和开关B2的连接端、瓷片电容C28的一端连接，接插件P1的2脚与瓷片电容C28的另一端接地，接插件P1的3脚与主控芯片U1的44脚连接，接插件P1的4脚与主控芯片U1的45脚连接，接插件P1的5脚与主控芯片U1的46脚连接，接插件P1的6脚与主控芯片U1的47脚连接，接插件P1的7脚与主控芯片U1的48脚连接，接插件P1的8脚与三极管Q5的集电极、瓷片电容C29的一端连接，三极管Q5的发射极与接插件P1的1脚连接，三极管Q5的基极与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端与主控芯片U1的43脚连接，瓷片电容C29的另一端接地。

所述的报警装置电路包括1个电阻R37，1个三极管Q6，1个扬声器Speaker，1个连接U1的接口I/O11。扬声器的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，另一端与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与电阻R37的一端连接，三极管Q6的发射极接地。

所述的蓝牙模块电路包括蓝牙模组U9，瓷片电容C30，电阻R38，发光二极管D5，2个连接U1的接口TXD、RXD，按键B3。蓝牙模组U9的1脚与主控芯片U1的40脚连接，蓝牙模组U9的2脚与主控芯片U1的39脚连接，蓝牙模组U9的12脚与主控芯片U1的64脚、瓷片电容C30的一端连接，瓷片电容C30的另一端、蓝牙模组U9的13脚、21脚、22脚接地，蓝牙模组U9的24脚与电阻R38的一端连接，电阻R38的另一端与发光二极管D5的正极连接，发光二极管D5的负极接地，蓝牙模组U9的26脚与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端与电阻R40的一端、按键B3的一端连接，按键B3的另一端接蓝牙模组U9的12脚，电阻R40的另一端接地，蓝牙模组U9的型号为HC-08。

本实用新型的有益效果：解决了体积大、操作复杂、不利于老年人携带、利用价值降低、应用场所有局限性的缺陷；同时有效的弥补了功耗大、不利于长期使用、功能单一的不足；另一方面也减少了普通的检测设备在健康监护领域不能够全面的监测人体生理参数，从而容易造成一些诊断失误的问题；在测量生理参数的基础上，本设备可以根据生理参数的正常值设置异常报警功能，当人体的生理参数超出正常范围后，自动发出报警信号，提醒用户进行预防和处理，同时也方便在老年群体中使用，有利于生活质量的提高和完善生活安全保障。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为图1中的MCU控制电路示意图；

图3为图1中的电源及工作状态指示电路示意图；

图4为图1中的H桥驱动电路示意图；

图5为图1中的血氧信号处理电路示意图；

图6为图1中的热敏电阻测温电路示意图；

图7为图1中的LCD显示电路示意图；

图8为图1中的报警装置电路示意图；

图9为图1中的蓝牙模块电路示意图。

具体实施方式

以下结合附图对该实用新型做进一步的详细说明：

如图1所示，本实用新型主要包括壳体、MCU控制电路2、电源电路3、H桥光源驱动电路4、自制指夹式血氧探头5、血氧信号处理电路6、热敏电阻测温电路7、LCD显示电路8、蓝牙模块电路9、报警装置电路10、工作状态指示电路11、开关12。

如图2所示，MCU控制电路包括主控芯片U1，14针的接插件JTAG下载接口U2，11个瓷片电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11，1个电解电容C12，2个电阻R1、R2，2个晶振Y1、Y2，1个按键B1。主控芯片U1的16脚、38脚、64脚、87脚与所述电源模块电路的3.3V电压输出端连接，主控芯片U1的12脚、15脚、37脚、63脚、88脚接地；主控芯片U1的11脚与电解电容C12的正极、瓷片电容C5的一端以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与述电源模块电路的3.3V电压输出端连接，瓷片电容C5的另一端、电解电容C12的负极连接；主控芯片U1的14脚与晶振Y1的一端和瓷片电容C1的一端连接，主控芯片U1的13脚与晶振Y1的另一端和瓷片电容C2的一端连接，主控芯片U1的16脚与瓷片电容C3的一端连接，瓷片电容C1、C2、C3的另一端接地；主控芯片U1的38脚与瓷片电容C6的一端连接，主控芯片U1的64脚与瓷片电容C7的一端连接，主控芯片U1的62脚与瓷片电容C8的一端连接，主控芯片U1的87脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C6、C7、C8、C9的另一端接地；主控芯片U1的90脚与晶振Y2的一端和瓷片电容C10的一端连接，主控芯片U1的89脚与晶振Y2的另一端和瓷片电容C11的一端连接，瓷片电容C10、C11的另一端接地；主控芯片U1的92脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的1脚连接，主控芯片U1的93脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的3脚连接，主控芯片U1的94脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的5脚连接，主控芯片U1的95脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的7脚连接，主控芯片U1的91脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的8脚连接，主控芯片U1的96脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的11脚和电阻R2、瓷片电容C4、按键B1的一端连接，电阻R2的另一端、14针的接插件JTAG下载接口U2的2脚与电源模块电路3.3V输出端连接，按键B1、瓷片电容C4的另一端接地。晶振Y1采用32KHz晶振，晶振Y2采用25MHz晶振，主控芯片U1采用的是IT公司的MSP430F5438，当测量人体生理参数时，主控芯片U1进入数据采集和计算工作状态，主控芯片U1完成的生理参数的采集、存储、计算、显示和传输等过程。

如图3所示，电源及工作状态指示电路包括电源转换芯片U3，2针的接插件电源插座接口J1，电池BT1，4个瓷片电容C13、C14、C15、C16，2个电阻R3、R4，2个开关B2、B4，2个发光二极管D1、D2。电源转换芯片U3的1脚为输入端，1脚分别与2脚、BT1的正极、瓷片电容C14的一端连接，BT1的负极、瓷片电容C14的另一端和电源转换芯片U3的3脚与地连接；电源转换芯片U3的4脚与瓷片电容C15的一端连接，电源转换芯片U3的5脚与瓷片电容C16的一端、开关B2的一端连接，瓷片电容C15、C16的另一端与地连接，开关B2的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极、瓷片电容C15、C16的另一端与地连接；2针的接插件电源插座接口J1的2脚与BT1的正极、瓷片电容C13的一端连接，2针的接插件电源插座接口J1的1脚和BT1的负极、瓷片电容C13的另一端与地连接，作为外接直流电源接口，可以实现给BT1充电功能，电源转换芯片U3采用的是圣邦微电子公司的SGM2020-3.3，电源模块实现了给***提供正常电源的功能，电阻R3的一端与电池BT1的正极连接，电阻R3的另一端与开关B4的一端连接，开关B4的另一端发光二极管D1的正极相连，发光二极管D1的负极相与地相连，实现供电是否处于正常状态的指示，开关B2与发光二极管D2共同完成***是否处于工作状态的指示功能，开关B4与发光二极管D1共同完成***是否处于供电状态的指示功能。

如图4所示，H桥光源驱动电路包括2个PNP三极管Q1、Q2，2个NPN三极管Q3、Q4，6个电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，4个I/O端口I/O1、I/O2、I/O3、I/O4，一个双波长红外发射管D3。三极管Q1、Q2的发射极与电源模块电路3.3V输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与所述的MCU控制电路包括主控芯片U1的51脚连接，三极管Q1的集电极与双波长红外发射管D3的一端连接；三极管Q2的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与所述的MCU控制电路包括主控芯片U1的52脚连接，三极管Q2的集电极与双波长红外发射管D3的另一端连接；三极管Q3的基极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与所述的MCU控制电路包括主控芯片U1的53脚连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，三极管Q4的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与所述的MCU控制电路包括主控芯片U1的54脚连接，三极管Q4的集电极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q4的发射极与电阻R9的一端连接，电阻R9、R10的另一端与地连接。三极管Q1、Q2选用的9012，三极管Q3、Q4选用的9013，双波长红外发射管D2型号是MQ-LAU-003，其中I/O1和I/O3为一组，I/O2和I/O4为一组分别控制红光和红外光的点亮与熄灭。

如图5所示，血氧信号处理电路包括4个差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D，2个运算放大器U5A、U5B，1个红外接收二极管D4，15个电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，8个瓷片电容C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24，1个与主控芯片U1的接口ADC1。电阻R11、瓷片电容C24的一端与所述电源模块电路3.3V输出端连接，R11的另一端与差分放大器U4A的同相输入端连接；差分放大器U4A的反相输入端与输出端连接、电阻R13、R18的一端连接，差分放大器U4A的同相输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12、瓷片电容C24的另一端与地连接；差分放大器U4B的同相输入端与电阻R13的另一端连接，差分放大器U4B的负相输入端与电阻R13、瓷片电容C17的一端连接，电阻R13、瓷片电容C17的另一端与差分放大器U4B的输出端连接，电阻R11、R12、U4A构成的电压偏置电路；红外接收二极管D4的正极与差分放大器U4B的反相输入端连接，红外接收二极管D4的负极与差分放大器U4A的反相输入端连接；差分放大器U4B的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端与电阻R16、R17的一端连接，差分放大器U4B、电阻R14、R15、C17、C18构成一级跨阻放大电路，实现电流到电压的转换；差分放大器U4C的反相输入端与电阻R16、瓷片电容C19的一端连接，差分放大器U4C的同相输入端与电阻R18的另一端连接；差分放大器U4C的输出端与电阻R17的另一端、瓷片电容C19的另一端、电阻R19的一端连接，差分放大器U4C、C19、R16、R17、R19构成二级差分放大电路；差分放大器U4D的反相输入端与电阻R19的另一端、电阻R20的一端连接，差分放大器U4D的同相输入端与红外接收二极管D4的负极连接，差分放大器U4C的输出端与电阻R20的另一端、电阻R21的一端、瓷片电容C22的一端连接，差分放大器U4D、R20构成三级差分放大电路；运算放大器U5A的反相输入端与瓷片电容C20、C21、电阻R23的一端连接，运算放大器U5A的同相输入端与电阻R24、R25的一端连接，运算放大器U5A的输出端与运算放大器U5A的反相输入端连接；瓷片电容C20、C21、电阻R21的另一端与电阻R22的一端连接；电阻R23的一端与瓷片电容C22的另一端、C22的一端连接；运算放大器U5B的反相输入端与运算放大器U5B的输出端、电阻R24的另一端连接，运算放大器U5B的同相输入端与电阻R22的另一端、瓷片电容C23的另一端连接，差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D和运算放大器U5A、U5B的正电源端接与所述电源模块电路3.3V输出端连接，负电源端接地；运算放大器U5B的输出端与所述的主控芯片U1的1脚连接，运算放大器U5A、U5B、R21、R22、R23、R24、R25、C20、C21、C22、C23组成有源带通滤波器完成对血氧信号的滤波，差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D集成于一个芯片构成四运算放大器LM324，运算放大器U5A、U5B采用的是LM358。

如图6所示，热敏电阻测温电路包括仪表放大芯片U6，2个差分放大器U7、U8，10个电阻R26、R27、R22、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35，3个瓷片电容C25、C26、C27，一个热敏电阻NTC。电阻R26、R30、R28、瓷片电容C25、C26、C27的一端与所述电源模块电路3.3V输出端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R28的另一端与热敏电阻NTC的一端连接，热敏电阻NTC的另一端与电阻R29的一端、仪表放大芯片U6的3脚连接，电阻R27、R29、瓷片电容C25、C26、C27的另一端接地；仪表放大芯片U6的1脚与6脚、电阻R32的一端连接，仪表放大芯片U6的2脚与电阻R26的另一端连接，仪表放大芯片U6的4脚与电阻R35的一端、差分放大器U7的反相输入端、输出端连接，差分放大器U7的同相输入端与电阻R30的另一端、电阻R31的一端连接；差分放大器U8的反相输入端电阻R32的另一端、电阻R33的一端连接，差分放大器U8的同相输入端与电阻R35的另一端、电阻R34的一端连接，差分放大器U8的输出端与电阻R33的另一端连接，电阻R33的另一端接地，差分放大器U8的输出端与所述的主控芯片U1的2脚连接；差分放大器U7、U8的正电源端与所述电源模块电路3.3V输出端连接，负电源端接地。仪表放大芯片U6采用的是INA333，差分放大器U7、U8采用的是OPA350，差分放大芯片U7、R30、R31、C26、C25构成了电压跟随偏置电路，为仪表放大芯片U6的5脚提供合适的电压，差分放大芯片U8、R32、R33、R34、R35、C27组成电压反向电路，通过与控制芯片U1连接完成对应阻值的电压测量，电阻R26、R27、R28、R29构成了平衡电桥，实现了对热敏电阻NTC阻值的准确测量。

所述的指夹式血氧探头是将红光、红外光发射二极管和接收二极管集成在一个相对封闭的空间，分别为双波长红外发射管D3和红外接收二极管D4；空间的封闭性可以减少外界光源对测量结果的干扰，从而减少测量误差，测量时把要测量的手指夹在探头下，通过驱动电路实现红光和红外光的交替照射，根据Lambert-Beer光吸收定律，在接收管会因为血液中含氧浓度的不同而产生电流波动，经后面的电路处理后实现电流到电压的转换，从而进行数据的采集与处理

如图7所示，LCD显示电路包括三极管Q5，8针的接插件LCD座P1，6个连接U1的接口I/O5、I/O6、I/O7、I/O8、I/O9、I/O10，瓷片电容C28，钽电容C29，电阻R36。接插件P1的1脚与所述电源模块电路中的电阻R4和开关B2的连接端、瓷片电容C28的一端连接，接插件P1的2脚与瓷片电容C28的另一端接地，接插件P1的3脚与主控芯片U1的44脚连接，接插件P1的4脚与主控芯片U1的45脚连接，接插件P1的5脚与主控芯片U1的46脚连接，接插件P1的6脚与主控芯片U1的47脚连接，接插件P1的7脚与主控芯片U1的48脚连接，接插件P1的8脚与三极管Q5的集电极、瓷片电容C29的一端连接，三极管Q5的发射极与接插件P1的1脚连接，三极管Q5的基极与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端与主控芯片U1的43脚连接，瓷片电容C29的另一端接地。

如图8所示，报警装置电路包括1个电阻R37，1个三极管Q6，1个扬声器Speaker，1个连接U1的接口I/O11。扬声器的一端与所述电源模块电路3.3V输出端连接，另一端与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与电阻R37的一端连接，三极管Q6的发射极接地，R37的另一端与主控芯片U1的49脚连接，完成异常报警的功能。

如图9所示，蓝牙模块电路包括蓝牙模组U9，瓷片电容C30，电阻R38，发光二极管D5，2个连接U1的接口TXD、RXD，按键B3。蓝牙模组U9的1脚与主控芯片U1的40脚连接，蓝牙模组U9的2脚与主控芯片U1的39脚连接，蓝牙模组U9的12脚与主控芯片U1的64脚、瓷片电容C30的一端连接，瓷片电容C30的另一端、蓝牙模组U9的13脚、21脚、22脚接地，蓝牙模组U9的24脚与电阻R38的一端连接，电阻R38的另一端与发光二极管D5的正极连接，发光二极管D5的负极接地，蓝牙模组U9的26脚与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端与电阻R40的一端、按键B3的一端连接，按键B3的另一端接蓝牙模组U9的12脚，电阻R40的另一端接地。蓝牙模块电路完成了数据的无线传输。

本装置的工作流程是：电源模块供电，MCU控制单元分时控制H桥光源驱动电路，实现分时驱动指夹式血氧探头中的红光、红外光发射二极管的交替点亮，经过接收二极管产生一个变化的电流，电流通过血氧信号处理单元转化成可以由A/D转换的电压信号，电压信号通过MCU控制单元中的模数转换，变成可以计算的数字量，经过血氧计算求得血氧饱和度数值；另一方面通过对红外光投射手指时采集到的电压信号进行周期性计算，求得脉搏数值；在与血氧饱和度和脉搏值的测量的同时，通过NTC热敏电阻MF54把体温变化转换成电阻值的变化，经热敏电阻测温单元处理后把电阻的变化以电压变化的形式输入到控制单元，控制单元通过电压值计算出电阻值，最后根据热敏电阻和温度的关系把电阻变化映射到温度的变化，从而实现人体温度的测量；测量后的数据可以通过MCU控制单元控制本地的LCD显示单元8进行测量数值显示，也可以通过MCU控制单元控制蓝牙模块实现无线传输，工作状态指示灯具有通电指示和工作指示的功能。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动都是本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1. 可穿戴式血氧、脉搏、体温监测装置，包括壳体和内嵌于壳体内的硬件电路，所述的硬件电路包括MCU控制电路、电源电路、H桥光源驱动电路、指夹式血氧探头、血氧信号处理电路、热敏电阻测温电路、LCD显示电路、蓝牙模块电路、报警装置电路、工作状态指示电路，其特征在于：

所述的MCU控制电路包括主控芯片U1，14针的接插件JTAG下载接口U2，11个瓷片电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11，1个电解电容C12，2个电阻R1、R2，2个晶振Y1、Y2，1个按键B1；主控芯片U1的16脚、38脚、64脚、87脚与所述电源电路的3.3V电压输出端连接，主控芯片U1的12脚、15脚、37脚、63脚、88脚接地；主控芯片U1的11脚与电解电容C12的正极、瓷片电容C5的一端以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与电源电路的3.3V电压输出端连接，瓷片电容C5的另一端、电解电容C12的负极连接；主控芯片U1的14脚与晶振Y1的一端、瓷片电容C1的一端连接，主控芯片U1的13脚与晶振Y1的另一端、瓷片电容C2的一端连接，主控芯片U1的16脚与瓷片电容C3的一端连接，瓷片电容C1、C2、C3的另一端接地；主控芯片U1的38脚与瓷片电容C6的一端连接，主控芯片U1的64脚与瓷片电容C7的一端连接，主控芯片U1的62脚与瓷片电容C8的一端连接，主控芯片U1的87脚与瓷片电容C9的一端连接，瓷片电容C6、C7、C8、C9的另一端接地；主控芯片U1的90脚与晶振Y2的一端和瓷片电容C10的一端连接，主控芯片U1的89脚与晶振Y2的另一端和瓷片电容C11的一端连接，瓷片电容C10、C11的另一端接地；主控芯片U1的92脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的1脚连接，主控芯片U1的93脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的3脚连接，主控芯片U1的94脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的5脚连接，主控芯片U1的95脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的7脚连接，主控芯片U1的91脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的8脚连接，主控芯片U1的96脚与14针的接插件JTAG下载接口U2的11脚和电阻R2、瓷片电容C4、按键B1的一端连接，电阻R2的另一端、14针的接插件JTAG下载接口U2的2脚与电源模块电路3.3V输出端连接，按键B1、瓷片电容C4的另一端接地，所述的主控芯片U1型号为MSP430F5438；

所述的电源电路及工作状态指示电路包括电源转换芯片U3，2针的接插件电源插座接口J1，电池BT1，4个瓷片电容C13、C14、C15、C16，2个电阻R3、R4，2个开关B2、B4，2个发光二极管D1、D2；电源转换芯片U3的1脚为输入端，1脚分别与2脚、BT1的正极、瓷片电容C14的一端连接，BT1的负极、瓷片电容C14的另一端和电源转换芯片U3的3脚与地连接；电源转换芯片U3的4脚与瓷片电容C15的一端连接，电源转换芯片U3的5脚与瓷片电容C16的一端、开关B2的一端连接，瓷片电容C15、C16的另一端与地连接，开关B2的另一端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极、瓷片电容C15、C16的另一端与地连接；2针的接插件电源插座接口J1的2脚与BT1的正极、瓷片电容C13的一端连接，2针的接插件电源插座接口J1的1脚和BT1的负极、瓷片电容C13的另一端与地连接，电阻R3的一端与电池BT1的正极连接，电阻R3的另一端与开关B4的一端连接，开关B4的另一端发光二极管D1的正极相连，发光二极管D1的负极相与地相连，所述的电源转换芯片U3型号为SGM2020-3.3；

所述的H桥光源驱动电路包括2个PNP三极管Q1、Q2，2个NPN三极管Q3、Q4，6个电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10，4个I/O端口I/O1、I/O2、I/O3、I/O4，一个双波长红外发射管D3；三极管Q1、Q2的发射极与电源电路3.3V输出端连接，三极管Q1的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的51脚连接，三极管Q1的集电极与双波长红外发射管D3的一端连接；三极管Q2的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的52脚连接，三极管Q2的集电极与双波长红外发射管D3的另一端连接；三极管Q3的基极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的53脚连接，三极管Q3的集电极与三极管Q2的集电极连接，三极管Q3的发射极与电阻R10的一端连接，三极管Q4的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与所述的MCU控制电路中主控芯片U1的54脚连接，三极管Q4的集电极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q4的发射极与电阻R9的一端连接，电阻R9、R10的另一端与地连接；

所述的血氧信号处理电路包括4个差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D，2个运算放大器U5A、U5B，1个红外接收二极管D4，15个电阻R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，8个瓷片电容C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24，1个与主控芯片U1的接口ADC1；电阻R11、瓷片电容C24的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，电阻R11的另一端与差分放大器U4A的同相输入端连接；差分放大器U4A的反相输入端与输出端连接、电阻R13、R18的一端连接，差分放大器U4A的同相输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12、瓷片电容C24的另一端与地连接；差分放大器U4B的同相输入端与电阻R13的另一端连接，差分放大器U4B的反相输入端与电阻R13、瓷片电容C17的一端连接，电阻R13、瓷片电容C17的另一端与差分放大器U4B的输出端连接，电阻R11、R12、U4A构成的电压偏置电路；红外接收二极管D4的正极与差分放大器U4B的反相输入端连接，红外接收二极管D4的负极与差分放大器U4A的反相输入端连接；差分放大器U4B的输出端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与瓷片电容C18的一端连接，瓷片电容C18的另一端与电阻R16、R17的一端连接，差分放大器U4B、电阻R14、R15、C17、C18构成一级跨阻放大电路，实现电流到电压的转换；差分放大器U4C的反相输入端与电阻R16、瓷片电容C19的一端连接，差分放大器U4C的正相输入端与电阻R18的另一端连接；差分放大器U4C的输出端与电阻R17的另一端、瓷片电容C19的另一端、电阻R19的一端连接，差分放大器U4C、C19、R16、R17、R19构成二级差分放大电路；差分放大器U4D的反相输入端与电阻R19的另一端、电阻R20的一端连接，差分放大器U4D的同相输入端与红外接收二极管D4的负极连接，差分放大器U4C的输出端与电阻R20的另一端、电阻R21的一端、瓷片电容C22的一端连接，差分放大器U4D、R20构成三级差分放大电路；运算放大器U5A的反相输入端与瓷片电容C20、C21、电阻R23的一端连接，运算放大器U5A的同相输入端与电阻R24、R25的一端连接，运算放大器U5A的输出端与运算放大器U5A的反相输入端连接；瓷片电容C20、C21、电阻R21的另一端与电阻R22的一端连接；电阻R23的一端与瓷片电容C22的另一端、C22的一端连接；运算放大器U5B的反相输入端与运算放大器U5B的输出端、电阻R24的另一端连接，运算放大器U5B的同相输入端与电阻R22的另一端、瓷片电容C23的另一端连接，差分放大器U4A、U4B、U4C、U4D和运算放大器U5A、U5B的正电源端与所述电源电路3.3V输出端连接，负电源端接地；

所述的指夹式血氧探头由封闭空间内的双波长红外发射管D3和红外接收二极管D4构成；

所述的热敏电阻测温电路包括仪表放大芯片U6，2个差分放大器U7、U8，10个电阻R26、R27、R22、R29、R30、R31、R32、R33、R34、R35，3个瓷片电容C25、C26、C27，一个热敏电阻NTC；电阻R26、R30、R28、瓷片电容C25、C26、C27的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，电阻R26的另一端与电阻R27的一端连接，电阻R28的另一端与热敏电阻NTC的一端连接，热敏电阻NTC的另一端与电阻R29的一端、仪表放大芯片U6的3脚连接，电阻R27、R29、瓷片电容C25、C26、C27的另一端接地；仪表放大芯片U6的1脚与6脚、电阻R32的一端连接，仪表放大芯片U6的2脚与电阻R26的另一端连接，仪表放大芯片U6的4脚与电阻R35的一端、差分放大器U7的反相输入端、输出端连接，差分放大器U7的同相输入端与电阻R30的另一端、电阻R31的一端连接；差分放大器U8的反相输入端电阻R32的另一端、电阻R33的一端连接，差分放大器U8的同相输入端与电阻R35的另一端、电阻R34的一端连接，差分放大器U8的输出端与电阻R33的另一端连接，电阻R33的另一端接地，差分放大器U8的输出端与所述的主控芯片U1的2脚连接，差分放大器U7、U8的正电源端与所述电源电路3.3V输出端连接，负电源端接地，所述的仪表放大芯片U6型号为INA333；

所述的LCD显示电路包括三极管Q5，8针的接插件LCD座P1，6个连接U1的接口I/O5、I/O6、I/O7、I/O8、I/O9、I/O10，瓷片电容C28，钽电容C29，电阻R36；接插件P1的1脚与所述电源电路中的电阻R4和开关B2的连接端、瓷片电容C28的一端连接，接插件P1的2脚与瓷片电容C28的另一端接地，接插件P1的3脚与主控芯片U1的44脚连接，接插件P1的4脚与主控芯片U1的45脚连接，接插件P1的5脚与主控芯片U1的46脚连接，接插件P1的6脚与主控芯片U1的47脚连接，接插件P1的7脚与主控芯片U1的48脚连接，接插件P1的8脚与三极管Q5的集电极、瓷片电容C29的一端连接，三极管Q5的发射极与接插件P1的1脚连接，三极管Q5的基极与电阻R36的一端连接，电阻R36的另一端与主控芯片U1的43脚连接，瓷片电容C29的另一端接地；

所述的报警装置电路包括1个电阻R37，1个三极管Q6，1个扬声器Speaker，1个连接U1的接口I/O11；扬声器的一端与所述电源电路3.3V输出端连接，另一端与三极管Q6的集电极连接，三极管Q6的基极与电阻R37的一端连接，三极管Q6的发射极接地；

所述的蓝牙模块电路包括蓝牙模组U9，瓷片电容C30，电阻R38，发光二极管D5，2个连接U1的接口TXD、RXD，按键B3；蓝牙模组U9的1脚与主控芯片U1的40脚连接，蓝牙模组U9的2脚与主控芯片U1的39脚连接，蓝牙模组U9的12脚与主控芯片U1的64脚、瓷片电容C30的一端连接，瓷片电容C30的另一端、蓝牙模组U9的13脚、21脚、22脚接地，蓝牙模组U9的24脚与电阻R38的一端连接，电阻R38的另一端与发光二极管D5的正极连接，发光二极管D5的负极接地，蓝牙模组U9的26脚与电阻R39的一端连接，电阻R39的另一端与电阻R40的一端、按键B3的一端连接，按键B3的另一端接蓝牙模组U9的12脚，电阻R40的另一端接地，蓝牙模组U9的型号为HC-08。